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基于GPRS的热计量室温采集仪设计

发布时间:2020-07-21 17:48:33 阅读: 来源:标签机厂家

摘要:室温采集是供热企业整体掌握供热情况的判断依据,本设计通过高精度温度传感器进行用户的室温采集并存储在本地数据存储器中,可通过GPRS把数据传输到服务器,采用低功耗设计,本地LCD液晶显示温度、时间及信号强度,本设计已成功应用在供热计量系统中。

本文引用地址:引言

为解决城镇供热企业在供热过程中遇到的用户室温度不易采集问题。本文根据实际的企业需求研发了无线用户室温采集仪系统,实现用户与供热企业的有效联系,使供热企业能够真实掌握用户室内温度变化情况,及时了解供热效果,为供热企业合理执行政策和避免能源浪费提供科学的管理依据,从而提高供热服务质量。

1 总体设计特点

在进行室温无线采集节点设计时,本文考虑到其具有如下特点:1 低功耗,温度采集要在整个供暖期间进行使用,为了保证采集到的数据的完整性,避免充电次数,所以必须设计成低功耗产品。2 无线传输,考虑到应用的分散性,本设计采用通过GPRS进行传输,不用考虑的居民小区的无线网络的布置。3 数据存储,按企业对采集点的数据要求,每小时温度数据都有完整,本设计把每小时的温度数据存储在EEPROM里,避免数据的丢失。

2 硬件设计

采用MSP430为控制器,原因是MSP340在低功耗省电方面表现出色,并且在恶劣条件下工作性能稳定

2.1 结构框图

如图1所示。

2.2 主要芯片介绍

2.2.1 MSP430 的特点

TI工公司的MSP430单片机具有超低功耗特点的16位单片机,在此选用MSP430F149其功耗已经达到了微安级。(1)功能强大的CPU内核:16位CPU和高效的RISC于指令系统,无外扩的数据地址总线,在8MHz时可达到125nS的指令周期,具有16个快速响应中断,能及时处理各种紧急事件。(2)丰富的片内外围功能模块:12位的A /D转换器ADC12,ADCl2模块内包括采样/保持功能的ADC内核、转换存储逻辑、内部参考电平发生器、多种时钟源、采样及转换时序电路。有8个外通道,4个内通道,高达200kbps的采样速率,多种采样方式。两路USART通讯串口,可用于UART模式和SPI工模式;片内有精密硬件乘法器、两个16位定时器,6个并行口Pl-P6,48条I/O口线,其中P1,P2具有中断能力。(3)多种节能模式:其中LPM 4数据保持模式仅耗电0.1 uA,工作状态耗电为200uA。从低功耗模式到工作状态只需以6uS。其具有64K的FLASH,用于存储采集数据。

2.2.2 M590介绍

M590 通信模块是一款Dual Band 的GSM/GPRS 工业无线模块2,提供短信、数据业务等功能,在各种工业和民用领域得到广泛的应用。特点:

● 双频:900 / 1800 MHz网络兼容性好;

● 经全球认证的GPRS;

● R4协议工作温度:-40~+80℃超宽工作温度,户外应用更安全;

● 可靠性高:特殊EMI/EMC设计,适用于恶劣电磁环境;

● 支持多种协议栈:TCP / UDP / FTP / DNSTCP协议栈支持客户端模式、服务器模式、混合模式支持多路链接。

2.3 硬件设计要点

2.3.1 注意硬件电路设计

MSP430通过串口的RXD和TXD 和M590相连接。M590电路设计如图2。SIM卡电路设计如图3。

2.3.2 M590硬件设计注意事项

(1) 模块采用2.85V 的I/O 电源系统,所有I/O 口的最高输入限制电压最大不能超过3.3V,否则可能损坏模块I/O 口。

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